【手続補正書】
【提出日】平成17年11月22日(2005.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  冷凍装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  圧縮機（１）、冷房運転時には凝縮器として作用し且つ暖房運転時には蒸発器として作用する室外熱交換器（３）および暖房用減圧機構（４Ｂ）を有する室外ユニット（Ｘ）と、冷房用減圧機構（４Ａ）および冷房運転時には蒸発器として作用し且つ暖房運転時には凝縮器として作用する室内熱交換器（５）を有する室内ユニット（Ｙ）と、前記室外ユニット（Ｘ）と室内ユニット（Ｙ）とを接続して冷媒循環回路（Ａ）を形成させる冷媒配管（６），（７）とからなる冷凍装置であって、冷房運転時に高圧液管となる前記冷媒配管（６）には、前記冷媒循環回路（Ａ）へ冷媒を充填する冷媒充填装置（１０）を着脱可能に接続するとともに、該冷媒充填装置（１０）を、充填用冷媒が貯溜された冷媒タンク（１１）と、冷房運転時において該冷媒タンク（１１）を通る冷媒充填回路（Ｂ）あるいは前記冷媒循環回路（Ａ）を択一的に導通させる冷媒切換機構（１２）とによって構成したことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】  前記冷媒充填装置（１０）には、前記室外熱交換器（３）と並列に接続された熱交換器（２１）を付設したことを特徴とする前記請求項１記載の冷凍装置。
【請求項３】  前記冷媒充填装置（１０）による冷媒充填運転を予め設定された時間（ｔｓ）だけ行う冷媒充填制御手段を付設したことを特徴とする前記請求項１および２のいずれか一項記載の冷凍装置。
【請求項４】  前記冷媒循環回路（Ａ）を暖房サイクルとした状態で前記冷媒充填回路（Ｂ）側を導通させるように前記冷媒切換機構（１２）を切換作動させてポンプダウン運転を行うポンプダウン制御手段を付設したことを特徴とする前記請求項１、２および３のいずれか一項記載の冷凍装置。
【請求項５】  前記圧縮機（１）の吸入側に低圧圧力検出手段（１７）を付設するとともに、前記ポンプダウン制御手段によるポンプダウン運転を、前記低圧圧力検出手段（１７）により検出された検出値（Ｐ）が所定値（Ｐｓ）以下となった時点で停止するようにしたことを特徴とする前記請求項４記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本願発明は、セパレートタイプの冷凍装置に関するものである。
【従来の技術】
【０００３】
従来から良く知られているセパレートタイプの冷凍装置は、例えば図５に示すように、圧縮機１、四路切換弁２、冷房運転時には凝縮器として作用し且つ暖房運転時には蒸発器として作用する室外熱交換器３、暖房用減圧機構４Ｂ、冷房用減圧機構４Ａ、冷房運転時には蒸発器として作用し且つ暖房運転時には凝縮器として作用する室内熱交換器５を順次接続して冷媒循環回路Ａを構成し、前記圧縮機１、前記四路切換弁２、前記室外熱交換器３および前記暖房用減圧機構４Ｂを有する室外ユニットＸと、前記冷房用減圧機構４Ａおよび前記室内熱交換器５を有する室内ユニットＹとを冷媒配管６，７を介して接続して構成されており、前記四路切換弁２の切換作動により、圧縮機１→四路切換弁２→室外熱交換器３→暖房用減圧機構４Ｂ→冷房用減圧機構４Ａ→室内熱交換器５→四路切換弁２→圧縮機１と冷媒が循環する冷房サイクルと、圧縮機１→四路切換弁２→室内熱交換器５→冷房用減圧機構４Ａ→暖房用減圧機構４Ｂ→室外熱交換器３→四路切換弁２→圧縮機１と冷媒が循環する暖房サイクルとに切り換えられることとなっている。この場合、１台の室外ユニットＸに対して２台の室内ユニットＹ，Ｙが接続されている。符号８，９は閉鎖弁である。
【０００４】
上記構成のセパレート型冷凍装置の場合、室外ユニットＸと室内ユニットＹとの設置距離により必要冷媒量に差が生じるため、据え付けの際に最適な冷媒量を現地で追加する必要がある。例えば、予め室外ユニットＸに所定量の冷媒を充填しておき、現地設置時に室外ユニットＸと室内ユニットＹとを連絡する冷媒配管６，７の長さに応じて不足する冷媒を追加するという冷媒充填が従来から行われていた。
【０００５】
上記冷媒充填は、通常、冷媒循環回路Ａを真空に引きながら行われるが、入りきらない場合には、図５に示すように、冷媒循環回路Ａを冷房サイクルとした状態で、室外ユニットＸと室内ユニットＹとを接続している高圧液管となる冷媒配管６側の閉鎖弁８に対して冷媒が貯留されたボンベＶを接続して、該閉鎖弁８を閉じ、ボンベＶを電子秤Ｅで計量しながら冷媒を冷媒循環回路Ａに充填する方法が採用されていた。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記した冷媒充填方法を採用した場合、付きっきりで長時間作業が必要となるという不具合があった。例えば、１０台設置の場合、冬場において２０馬力７０ｍ配管（冷媒：２０ｋｇ追加充填）とすると、１台につき２〜３時間付きっきりとなり、延べ２０〜３０時間（３〜４日）かかることとなるという不具合があった。しかも、管理された工場での冷媒充填に比べて、現地での作業は配管の取り回しが複雑で、作業性も悪く、正確に冷媒を充填するのが難しいのが現状である。
【０００７】
また、上記したように、冷媒充填量を現地工事レベルにより決定するようにした場合、機器の性能、信頼性を左右する部分が現地工事レベルに依存することとなり、冷凍装置の能力等を最大限に活かすことができない場合が生じていた。
【０００８】
そこで、ある程度の現地配管の長さ分の冷媒を予め機器に充填し、現地配管の短い場合には、余った冷媒をシステム内のレシーバなどに蓄える方式（即ち、チャージレス方式）を採用するようにしたシステムも知られているが、この方式では、配管が短い場合には常に不必要な冷媒をシステムに充填することとなり、機器の信頼性を悪化させるばかりでなく、不必要な大きさのレシーバが必要だったり、不必要な量の冷媒が必要だったりする。その結果、コストアップを招き、ユーザの負担が多くなってしまうとともに、地球環境にも悪影響を及ぼすこととなるという不具合が生ずる。特に、ビル用マルチシステムのように、冷媒量の多いシステムでは、この問題は顕著となる。
【０００９】
本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、短時間且つ容易な作業で最適な量の冷媒充填を行い得るようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明では、上記課題を解決するための手段として、圧縮機１、冷房運転時には凝縮器として作用し且つ暖房運転時には蒸発器として作用する室外熱交換器３および暖房用減圧機構４Ｂを有する室外ユニットＸと、冷房用減圧機構４Ａおよび冷房運転時には蒸発器として作用し且つ暖房運転時には凝縮器として作用する室内熱交換器５を有する室内ユニットＹと、前記室外ユニットＸと室内ユニットＹとを接続して冷媒循環回路Ａを形成させる冷媒配管６，７とからなる冷凍装置において、冷房運転時に高圧液管となる前記冷媒配管６に、前記冷媒循環回路Ａへ冷媒を充填する冷媒充填装置１０を着脱可能に接続するとともに、該冷媒充填装置１０を、充填用冷媒が貯溜された冷媒タンク１１と、冷房運転時において該冷媒タンク１１を通る冷媒充填回路Ｂあるいは前記冷媒循環回路Ａを択一的に導通させる冷媒切換機構１２とによって構成している。
【００１１】
上記のように構成したことにより、冷媒充填装置１０と冷媒配管６とを連通させて冷房循環回路Ａを冷房運転状態となすと、冷媒充填装置１０から高圧液管となっている冷媒配管６を介して冷媒循環回路Ａに冷媒の充填が行われ、必要十分な量の冷媒充填が得られた時点で、冷媒充填装置１０と冷媒配管６との連通を遮断すれば、冷媒充填を終了することができる。つまり、短時間且つ容易な作業で最適な量の冷媒充填を行い得るのである。なお、冷媒充填装置１０を室外ユニットＸに対して外付けで接続できるところから、必要な冷凍装置のみにオプションとして接続できる。しかも、冷媒充填装置１０が冷媒タンク１１と冷媒切換機構１２とからなる簡略な構成となる。
【００１２】
請求項２の発明におけるように、請求項１記載の冷凍装置において、前記冷媒充填装置１０に、前記室外熱交換器３と並列に接続された熱交換器２１を付設した場合、冷媒充填装置１１を接続することにより、冷媒循環回路Ａに、室外ユニットＸにおける室外熱交換器３と同等な機能を有する熱交換器２１が追加されることとなり、室外熱交換器３の能力調整を冷媒充填装置１０の接続によって行うことができる。
【００１３】
請求項３の発明におけるように、請求項１および２のいずれか一項記載の冷凍装置において、前記冷媒充填装置１０による冷媒充填運転を予め設定された時間ｔｓだけ行う冷媒充填制御手段を付設した場合、冷媒充填運転を予め設定された時間ｔｓだけ行うことにより、常に適切な量の冷媒充填が得られる。なお、冷媒充填回路Ａにおける高圧液管部である冷媒配管６が液冷媒で満たされた後においては冷媒充填は行われないところから、予め設定された時間を長めに設定しておけば、現地配管長が長い場合にも十分対応できる。
【００１４】
請求項４の発明におけるように、請求項１、２および３のいずれか一項記載の冷凍装置において、前記冷媒循環回路Ａを暖房サイクルとした状態で前記冷媒充填回路Ｂ側を導通させるように前記冷媒切換機構１２を切換作動させてポンプダウン運転を行うポンプダウン制御手段を付設した場合、冷媒充填装置１０における冷媒タンク１１に冷媒循環回路Ａの冷媒を回収することができる。
【００１５】
請求項５の発明におけるように、請求項４記載の冷凍装置において、前記圧縮機１の吸入側に低圧圧力検出手段１７を付設するとともに、前記ポンプダウン制御手段によるポンプダウン運転を、前記低圧圧力検出手段１７により検出された検出値Ｐが所定値Ｐｓ以下となった時点で停止するようにした場合、圧縮機１の吸入側の圧力Ｐが所定値Ｐｓ以下に下がった時点（換言すれば、冷媒循環回路Ａに残っている冷媒がほとんど無くなった時点）でポンプダウン運転が停止されることとなり、冷媒タンク１１への冷媒回収を確実に行うことができる。
【発明の実施の形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾つかの好適な実施の形態について詳述する。
【００１７】
第１の実施の形態
図１には、本願発明の第１の実施の形態にかかる冷凍装置における冷媒回路が示されている。
【００１８】
この冷凍装置は、従来技術の項において説明したものと同様に、圧縮機１、四路切換弁２、冷房運転時には凝縮器として作用し且つ暖房運転時には蒸発器として作用する室外熱交換器３、暖房用減圧機構４Ｂ、冷房用減圧機構４Ａ、冷房運転時には蒸発器として作用し且つ暖房運転時には凝縮器として作用する室内熱交換器５を順次接続して冷媒循環回路Ａを構成し、前記圧縮機１、前記四路切換弁２、前記室外熱交換器３および前記暖房用減圧機構４Ｂを有する室外ユニットＸと、前記冷房用減圧機構４Ａおよび前記室内熱交換器５を有する室内ユニットＹとを冷媒配管６，７を介して接続して構成されており、前記四路切換弁２の切換作動により、圧縮機１→四路切換弁２→室外熱交換器３→暖房用減圧機構４Ｂ→冷房用減圧機構４Ａ→室内熱交換器５→四路切換弁２→圧縮機１と冷媒が循環する冷房サイクルと、圧縮機１→四路切換弁２→室内熱交換器５→冷房用減圧機構４Ａ→暖房用減圧機構４Ｂ→室外熱交換器３→四路切換弁２→圧縮機１と冷媒が循環する暖房サイクルとに切り換えられることとなっている。この場合、１台の室外ユニットＸに対して２台の室内ユニットＹ，Ｙが接続されている。符号８，９は閉鎖弁である。
【００１９】
前記室外ユニットＸと前記室内ユニットＹとを連絡し且つ冷房運転時に高圧液管となる冷媒配管６には、冷房運転状態で前記冷媒循環回路Ａへ冷媒を充填する冷媒充填装置１０が着脱可能に接続されている。
【００２０】
前記冷媒充填装置１０は、充填用冷媒が貯溜された冷媒タンク１１と、冷房運転時において該冷媒タンク１１を通る冷媒充填回路Ｂあるいは前記冷媒循環回路Ａを択一的に導通させる冷媒切換機構１２とによって構成されている。本実施の形態においては、該冷媒切換機能１２として三方切換弁が採用されている。前記冷媒充填回路Ｂにおける冷媒タンク１１の前後には、該冷媒充填回路Ｂの導通時あるいは非導通時に開弁作動あるいは閉弁作動される電磁開閉弁１３，１４が介設されている。ここで、前記冷媒タンク１１と冷媒配管６とを接続する管路Ｂ１の下流端は、冷媒タンク１１における気相部１１ａに臨まされ、前記冷媒タンク１１と三方切換弁１２を接続する管路Ｂ２の上流端は、冷媒タンク１１の液相部１１ｂの下端に臨まされている。このようにしたことにより、冷媒充填時には、液冷媒のみが冷媒タンク１１から導出され、ポンプダウン時にはガス冷媒のみが冷媒タンク１１から導出されることとなっているのである。符号１５，１６は冷媒充填装置１０を接続するときに使用される閉鎖弁である。
【００２１】
また、前記室外ユニットＸには、前記圧縮機１の吸入側の圧力を検出する低圧圧力検出手段として作用する圧力センサー１７から圧力情報が入力され且つ前記圧縮機１の発停を制御する信号が出力される制御基板１８が設けられ、前記冷媒充填装置１０には、前記三方切換弁１２および電磁開閉弁１３，１４に制御信号を出力する制御基板１９が設けられている。この冷凍装置には、前記制御基板１８，１９への信号授受を行うコントローラ２０が付設されている。
【００２２】
前記コントローラ２０は、前記冷媒充填装置１０による冷媒充填運転を予め設定された時間ｔｓだけ行う冷媒充填制御手段としての機能と、前記冷媒循環回路Ａを暖房サイクルとした状態で前記冷媒充填回路Ｂ側を導通させるように前記三方切換弁１２を切換作動させてポンプダウン運転を行うポンプダウン制御手段としての機能とを有している。なお、前記ポンプダウン制御手段によるポンプダウン運転は、前記圧力センサー１７により検出された検出値Ｐが所定値Ｐｓ以下となった時点で停止されることとなっている。
【００２３】
冷媒充填運転およびポンプダウン運転について、図２および図３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２４】
（Ｉ）  冷媒充填運転（図２のフローチャート参照）
ステップＳ１において四路切換弁２が冷房サイクル側に切り換えられ、ステップＳ２において圧縮機１の駆動が開始され、ステップＳ３において三方切換弁１２が冷媒充填回路Ｂを導通させるように切り換えられ、ステップＳ４において電磁開閉弁１３，１４が開作動されると、ステップＳ５においてｔｓタイマーがスタートされる。上記状態での冷媒充填運転は、ステップＳ６において予め設定された時間ｔｓが経過したと判定されるまで継続される。
【００２５】
ステップＳ６において設定時間ｔｓが経過したと判定されると、ステップＳ７において三方切換弁１２が冷媒循環回路Ａを導通させるように切り換えられ、ステップＳ８において電磁開閉弁１３，１４が閉作動され、ステップＳ９において圧縮機１が駆動停止されて、冷媒充填運転が終了する。
【００２６】
上記したように、冷房循環回路Ａを冷房運転状態となして冷媒充填回路ｂを導通させると、冷媒充填装置１０から高圧液管となっている冷媒配管６を介して冷媒循環回路Ａに冷媒の充填が行われ、必要十分な量の冷媒充填が得られた時点（即ち、設定時間ｔｓが経過した時点）で、冷媒充填装置１０と冷媒配管６との連通が遮断され、冷媒充填が終了することとなっているので、短時間且つ容易な作業で最適な量の冷媒充填を行い得るのである。なお、冷媒充填装置１０は室外ユニットＸに対して外付けで接続できるところから、必要な冷凍装置のみにオプションとして接続できる。また、冷媒充填運転を予め設定された時間ｔｓだけ行うことにより、常に適切な量の冷媒充填が得られるようにしているが、冷媒充填回路Ａにおける高圧液管部である冷媒配管６が液冷媒で満たされた後においては冷媒充填は行われないところから、予め設定された時間ｔｓを長めに設定しておけば、現地配管長が長い場合にも十分対応できる。
【００２７】
（ＩＩ）  ポンプダウン運転（図３のフローチャート参照）
ステップＳ１において四路切換弁２が暖房サイクル側に切り換えられ、ステップＳ２において圧縮機１の駆動が開始され、ステップＳ３において三方切換弁１２が冷媒充填回路Ｂを導通させるように切り換えられ、ステップＳ４において電磁開閉弁１３，１４が開作動されると、ステップＳ５において圧力センサー１７からの圧力情報（即ち、低圧圧力Ｐ）がコントローラ２０に入力される。上記状態でのポンプダウン運転においては、冷媒充填装置１０における冷媒タンク１１に液冷媒が回収され、圧力センサー１７の検出圧力Ｐが徐々に低下してくる。このポンプダウン運転は、ステップＳ６において検出Ｐが所定値Ｐｓ以下に低下したと判定されるまで継続される。ここで、所定値Ｐｓは、冷媒循環回路Ａにおける冷媒がほとんどなくなった状態の低圧圧力とされる。
【００２８】
ステップＳ６においてＰ≦Ｐｓと判定されると、ステップＳ７において三方切換弁１２が冷媒循環回路Ａを導通させるように切り換えられ、ステップＳ８において電磁開閉弁１３，１４が閉作動され、ステップＳ９において圧縮機１が駆動停止されて、ポンプダウン運転が終了する。
【００２９】
上記したように、圧縮機１の吸入側の圧力が所定値以下に下がった時点（換言すれば、冷媒循環回路Ａに残っている冷媒がほとんど無くなった時点）でポンプダウン運転が停止されることとなり、冷媒タンク１１への冷媒回収を確実に行うことができる。
【００３０】
第２の実施の形態
図４には、本願発明の第２の実施の形態にかかる冷凍装置の冷媒回路が示されている。
【００３１】
この場合、冷媒充填装置１０には、室外熱交換器３と並列に接続された熱交換器２１が付設されている。なお、該熱交換器２１の冷房運転時における出口側には暖房用減圧機構４Ｂが設けられている。符号２２，２３は閉鎖弁である。このようにすると、冷媒充填装置１０を接続することにより、冷媒循環回路Ａに、室外ユニットＸにおける室外熱交換器３と同等な機能を有する熱交換器２１が追加されることとなり、室外熱交換器３の能力調整を冷媒充填装置１０の接続によって行うことができる。その他の構成および作用効果は第１の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１の発明によれば、圧縮機１、冷房運転時には凝縮器として作用し且つ暖房運転時には蒸発器として作用する室外熱交換器３および暖房用減圧機構４Ｂを有する室外ユニットＸと、冷房用減圧機構４Ａおよび冷房運転時には蒸発器として作用し且つ暖房運転時には凝縮器として作用する室内熱交換器５を有する室内ユニットＹと、前記室外ユニットＸと室内ユニットＹとを接続して冷媒循環回路Ａを形成させる冷媒配管６，７とからなる冷凍装置において、冷房運転時に高圧液管となる前記冷媒配管６に、前記冷媒循環回路Ａへ冷媒を充填する冷媒充填装置１０を着脱可能に接続するとともに、該冷媒充填装置１０を、充填用冷媒が貯溜された冷媒タンク１１と、冷房運転時において該冷媒タンク１１を通る冷媒充填回路Ｂあるいは前記冷媒循環回路Ａを択一的に導通させる冷媒切換機構１２とによって構成して、冷媒充填装置１０と冷媒配管６とを連通させて冷房循環回路Ａを冷房運転状態となすと、冷媒充填装置１０から高圧液管となっている冷媒配管６を介して冷媒循環回路Ａに冷媒の充填が行われるようにしたので、短時間且つ容易な作業で最適な量の冷媒充填を行い得るという効果がある。しかも、冷媒充填装置１０を室外ユニットＸに対して外付けで接続できるところから、必要な冷凍装置のみにオプションとして接続できるという効果もある。また、冷媒充填装置１０が冷媒タンク１１と冷媒切換機構１２とからなる簡略な構成となるという効果もある。
【００３３】
請求項２の発明におけるように、請求項１記載の冷凍装置において、前記冷媒充填装置１０に、前記室外熱交換器３と並列に接続された熱交換器２１を付設した場合、冷媒充填装置１１を接続することにより、冷媒循環回路Ａに、室外ユニットＸにおける室外熱交換器３と同等な機能を有する熱交換器２１が追加されることとなり、室外熱交換器３の能力調整を冷媒充填装置１０の接続によって行うことができる。
【００３４】
請求項３の発明におけるように、請求項１および２のいずれか一項記載の冷凍装置において、前記冷媒充填装置１０による冷媒充填運転を予め設定された時間ｔｓだけ行う冷媒充填制御手段を付設した場合、冷媒充填運転を予め設定された時間ｔｓだけ行うことにより、常に適切な量の冷媒充填が得られる。なお、冷媒充填回路Ａにおける高圧液管部である冷媒配管６が液冷媒で満たされた後においては冷媒充填は行われないところから、予め設定された時間を長めに設定しておけば、現地配管長が長い場合にも十分対応できる。
【００３５】
請求項４の発明におけるように、請求項１、２および３のいずれか一項記載の冷凍装置において、前記冷媒循環回路Ａを暖房サイクルとした状態で前記冷媒充填回路Ｂ側を導通させるように前記冷媒切換機構１２を切換作動させてポンプダウン運転を行うポンプダウン制御手段を付設した場合、冷媒充填装置１０における冷媒タンク１１に冷媒循環回路Ａの冷媒を回収することができる。
【００３６】
請求項５の発明におけるように、請求項４記載の冷凍装置において、前記圧縮機１の吸入側に低圧圧力検出手段１７を付設するとともに、前記ポンプダウン制御手段によるポンプダウン運転を、前記低圧圧力検出手段１７により検出された検出値Ｐが所定値Ｐｓ以下となった時点で停止するようにした場合、圧縮機１の吸入側の圧力Ｐが所定値Ｐｓ以下に下がった時点（換言すれば、冷媒循環回路Ａに残っている冷媒がほとんど無くなった時点）でポンプダウン運転が停止されることとなり、冷媒タンク１１への冷媒回収を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本願発明の第１の実施の形態にかかる冷凍装置の冷媒回路図である。
【図２】
本願発明の第１の実施の形態にかかる冷凍装置における冷媒充填運転制御の内容を示すフローチャートである。
【図３】
本願発明の第１の実施の形態にかかる冷凍装置におけるポンプダウン運転制御の内容を示すフローチャートである。
【図４】
本願発明の第２の実施の形態にかかる冷凍装置の冷媒回路図である。
【図５】
従来公知の冷凍装置の冷媒回路図である。
【符号の説明】
１は圧縮機、３は室外熱交換器、４Ａは冷房用減圧機構、４Ｂは暖房用減圧機構、５は室内熱交換器、６，７は冷媒配管、１０は冷媒充填装置、１１は冷媒タンク、１２は冷媒切換機構（三方切換弁）、１７は低圧圧力検出手段（圧力センサー）、２０はコントローラ、２１は熱交換器、Ａは冷媒循環回路、Ｂは冷媒充填回路、Ｘは室外ユニット、Ｙは室内ユニット。